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소개

X선(엑스선)의 성질, X선(엑스선)회절실험의 조건과 파장, X선(엑스선)회절실험의 결과 및 고찰(X선(엑스선)의 회절 실험)

목차

Ⅰ. X선(엑스선)의 성질
1. X선(엑스선)의 발생
2. 연속 X선(엑스선)
3. 특성 X선(엑스선)
4. X선(엑스선)의 흡수
5. 필터(filter)

Ⅱ. X선(엑스선)회절실험의 조건과 파장
1. Bragg 의 회절조건
2. X-선의 파장

Ⅲ. X선(엑스선)회절실험의 결과 및 고찰
1. 회절각이 2θ로 나타나는 이유
2. 면간 거리 및 격자 상수 구하기
3. 오차 구하기

참고문헌

본문내용

Ⅰ. X선(엑스선)의 성질

1. X선(엑스선)의 발생

매우 빠른 속도의 전자가 갑자기 정지될 때 X선이 발생한다. X선을 발생시키는 X선관(X-ray tube)에는 전자의 공급원인 필라멘트와 2개의 전극이 있는데 이 양극 사이에는 수만 볼트의 전압이 걸려 있어 이 때문에 전자가 필라멘트, 즉 음극에서 튀어나와 대단한 고속으로 양극, 즉 타깃(target)에서 충돌된다. X선은 이 충돌한 점에서 발생하여 모든 방향으로 방사된다. 지금 양극 사이의 전압을 V라고 하면, 충돌할 때의 전자의 진동에너지는 다음과 같이 표시된다.


e : 전자전하(, m : 전자질량
v : 전자속도, V : 양극간전압

이 전자의 진동에너지는 타겟과 충돌할 때 대부분이 열로 변하고 1%이하의 에너지만이 X선으로 변한다. 이 X선발생효율 ε은 다음 식으로 표시된다.


Z : 타겟원소의 원자번호
V : 가속전압

따라서 X선관에서 발생되는 최대 X선량은 타겟 원소의 융점 및 열전도도(熱傳導度)에 따라 달라진다. 보통 Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, W의 타겟으로 된 X선관구가 사용되며 양극에서 발생되는 열은 냉각수로 발산시키고 있다.

2. 연속 X선(엑스선)

타겟에서 나오는 X선의 스펙트럼을 보면 여러 파장의 X선으로 되어 있으며, 파장과 강도와의 관계는 X선관의 전압에 따라 달라지고 있다. 완만한 곡선으로 표시되는 X선을 연속 X선 또는 백색 X선이라고 하는데, 이는 백색 관과 같이 여러 파장의 X선으로 되어 있기 때문이다. 일정한 전압으로 발생한 연속 X선 스펙트럼에는 단파장 측에 명확한 한계가 있는데 이 한계를 단파장단(短波長端)이라고 한다. 전자가 타겟과 충돌할 때 모든 전자가 다 같은 방법으로 감속되는 것이 아니라 어떤 전자는 단 1회의 충돌로 완전히 정지되어 진동에너지의 전부를 상실하지만, 어떤 전자는 타겟의 원자와 여러 차례 충돌하면서 점차로 그 에너지를 상실하게 된다. 단 1회의 충돌로 전자의 진동에너지가 원자의 에너지로 변할 때 X선의 파장은 가장 짧게 된다. 즉,



따라서



따라서 단파장단은 타겟 물질의 종류에는 관계가 없으며, 관전압(tube voltage)에 의해서만 결정된다. X선관의 전압을 높여 주면 매초 발생되는 광자의 수가 증가되며, 광자 1개의 평균에너지도 증가하므로 곡선이 높아지면서 왼쪽으로 이동되는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 1초간에 방출되는 全에너지는 타겟 물질의 원자번호 Z와 X선관의 전류 I에 따라서 결정된다. 즉 전 X선 강도는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

참고자료

· 가등성궤, X선 회절분석, 반도출판사
· 구양모·신수남(2000) : X선 과학과 응용, 도서출판 아진
· 대우학술총서(1991) : X-선 결정학, 민음사
· 박영한 : X선 회절의 응용
· 정수진 : 결정학개론발행인, 평도출판사, p.191-248
· 한봉희(2002) : 동명사, x-선 회절기초
· X-ray 회절및 응용 chapter 10장